(57)【要約】【課題】本体が小型で外形に凹凸が少なく埃がたまりにくく、リモコン操作と動作表示の確実なＤＣモータ駆動のシーリングファンを提供する。【解決手段】外転型のＤＣモータと、このＤＣモータを制御する制御部と、ＤＣモータの外転部に取り付けた複数の回転翼と、ＤＣモータのモータ軸に連結した天井吊り下げ用のジョイント金具を有し、制御部を構成する第１のプリント基板と第２のプリント基板を上下に重ね、ＤＣモータまたはジョイント金具の周縁部に配設することにより、小型軽量で外観形状もスリムでコンパクトであり、設置工事が容易なシーリングファンが得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外転型のＤＣモータと、このＤＣモータを制御する制御部と、前記ＤＣモータの外転部に取り付けた複数の回転翼と、前記ＤＣモータのモータ軸に連結した天井吊り下げ用のジョイント金具を有し、前記制御部を構成する第１のプリント基板と第２のプリント基板を上下に重ね、前記ＤＣモータまたは前記ジョイント金具の周縁部に配設してなるシーリングファン。
【請求項２】
第１のプリント基板と第２のプリント基板の外縁は円弧形状をなすとともに、外形寸法を略同一とした請求項１記載のシーリングファン。
【請求項３】
ジョイント金具に固定されるプリント基板取付フレームを備え、このプリント基板取付フレームに第１のプリント基板と第２のプリント基板を、それぞれの基板裏面を対向させて取り付けてなる請求項１記載のシーリングファン。
【請求項４】
プリント基板取付フレームの下方に取り付けられる第２のプリント基板に、高さ寸法大なる背高部品を集めて搭載してなる請求項３記載のシーリングファン。
【請求項５】
第１のプリント基板と第２のプリント基板に切欠部を設け、この切欠部に放熱フィンを収納し、この放熱フィンに発熱して高温となる発熱部品を取り付けた請求項３記載のシーリングファン。
【請求項６】
照明器をモータ軸に接続可能に設け、放熱フィンには前記照明器の導通位相を制御するサイリスタを取り付けてなる請求項５記載のシーリングファン。
【請求項７】
蓋状のプリント基板カバーと鍋状の本体カバーを、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを包囲するように、プリント基板取付フレームに直接取り付けた請求項３記載のシーリングファン。
【請求項８】
第２のプリント基板を包囲する本体カバーの下部に開口部を有し、この開口部とＤＣモータとの隙間から空気の流入を行わせる構成とした請求項５または請求項７記載のシーリングファン。
【請求項９】
ＤＣモータの下部に表示部を設け、この表示部に運転状態を示す発光ダイオードなどの表示体と、リモコン装置からの信号を受けるホトトランジスタなどの受光体とを設けた請求項１記載のシーリングファン。
【請求項１０】
表示体はＤＣモータの回転方向に応じて発光色が異なるようした請求項９記載のシーリングファン。
【請求項１１】
表示体は受光体が信号を受付けたとき点滅するようにした請求項１０記載のシーリングファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋の天井に取付けて使用されるＤＣモータを備えたシーリングファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷暖房機器と併用して使用されるシーリングファンは、夏期には天井から涼風を供給するとともに、冷房時に床面に偏っている冷気を拡散させ、また冬季にはリバース運転により天井面に偏っている暖気を床面方向に移動させ、室内の温度を均一化させる機能が快適で健康にもよく、かつ冷暖房機器を省エネ運転できる経済効果から普及が広がりつつある。
【０００３】
従来、シーリングファンの駆動モータには交流モータが使用されているが、近年、制御性の良いことから図６に示すようなＤＣモータを採用したものが知られている。
【０００４】
また、小型ファンにＤＣモータを採用し、駆動回路基板をＤＣモータに併設したものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、ＤＣモータは耐久性に問題のある整流子（ブラシ）をなくすため、商用電源を直流化し、トランジスタ制御の電流を回転磁界を発生する誘導コイルに流す方式であるため、交流モータに比べてＤＣ変換用の電子回路が追加となるものである。
【０００６】
図６は、従来のシーリングファンの外形図と断面図であり、ハンガー金具１０１は天井１に取付けられ、この金具にジョイント金具１０２が、ジョイント金具１０２には外転型のＤＣモータ１０４のモータ軸１０３が固定されている。また、ジョイント金具１０２には電子回路を搭載したプリント基板１０６が取り付けられている。
【特許文献１】特許第３１２６３２５号公報（図１、段落［０００９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来のシーリングファンは、プリント基板にＤＣ変換用の電子回路を搭載しているため、外形が凸状に張り出した形状となり、通風面積が減少するとともに設置工事が不便であるという課題があり、モータ周りの外形寸法を小型化することが要求されている。
【０００８】
また、プリント基板の外形が大きいため、搭載される電子部品の重量の不平衡によって水平方向にバランスを欠くという課題があり、重量バランスを保つことが要求されている。
【０００９】
また、プリント基板には高温となる電子部品を搭載しているため、小型化すると内部が高温になり易いという課題があり、効率良く放熱できる構造が要求されている。
【００１０】
また、日本家屋の天井では、シーリングファンを吊り下げる天井の桟が１０ｋｇ〜１５ｋｇを支持できる強度であり、シーリングファン重量を軽量化することが要求されている。
【００１１】
また、リモコン操作時に回転翼の動きが見極めにくいことから、遠方からでも確実にリモコン操作と運転確認ができるシーリングファンが要求されている。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型軽量かつシンプルな形状で、電子部品の放熱性が良く、運転時の操作性の良いＤＣモータ式のシーリングファンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のシーリングファンは上記課題を達成するために、外転型のＤＣモータと、このＤＣモータを制御する制御部と、前記ＤＣモータの外転部に取り付けた複数の回転翼と、前記ＤＣモータのモータ軸に連結した天井吊り下げ用のジョイント金具を有し、前記制御部を構成する第１のプリント基板と第２のプリント基板を上下に重ね、前記ＤＣモータまたは前記ジョイント金具の周縁部に配設したものである。
【００１４】
この手段により、シーリングファン本体の水平方向の外形を小型にでき、重量バランスを保ち易いシーリングファンが得られる。
【００１５】
また、他の手段は、第１のプリント基板と第２のプリント基板の外縁は円弧形状をなすとともに、外形寸法を略同一としたものである。
【００１６】
この手段により、各プリント基板を覆う本体カバーの外形を、凹凸の少ないシンプルな形状とすることができるシーリングファンが得られる。
【００１７】
また、他の手段は、ジョイント金具に固定されるプリント基板取付フレームを備え、このプリント基板取付フレームに第１のプリント基板と第２のプリント基板を、それぞれの基板裏面を対向させて取り付けたものである。
【００１８】
この手段により、プリント基板取付フレームが基板間の絶縁距離を保ち、垂直方向の寸法を短縮できるシーリングファンが得られる。
【００１９】
また、他の手段は、プリント基板取付フレームの下方に取り付けられる第２のプリント基板に、高さ寸法大なる背高部品を集めて搭載したものである。
【００２０】
この手段により、第１のプリント基板に高さの低い電子部品のみを搭載することができ、垂直方向の寸法がさらに短縮できるシーリングファンが得られる。
【００２１】
また、他の手段は、第１のプリント基板と第２のプリント基板に切欠部を設け、この切欠部に放熱フィンを収納し、この放熱フィンに発熱して高温となる発熱部品を取り付けたものである。
【００２２】
また、他の手段は、蓋状のプリント基板カバーと鍋状の本体カバーを、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを包囲するように、プリント基板取付フレームに直接取り付けたものである。
【００２３】
また、他の手段は、第２のプリント基板を包囲する本体カバーの下部に開口部を有し、この開口部とＤＣモータとの隙間から空気の流入を行わせたものである。
【００２４】
これらの手段により、プリント基板を収めた本体カバーの形状を小型化しても、電子部品の放熱性が良いシーリングファンが得られる。
【００２５】
また、他の手段は、ＤＣモータの下部に表示部を設け、この表示部に運転状態を示す発光ダイオードなどの表示体と、リモコン装置からの信号を受けるホトトランジスタなどの受光体とを設けたものである。
【００２６】
また、他の手段は、表示体はＤＣモータの回転方向に応じて発光色が異なるようしたものである。
【００２７】
また、他の手段は、表示体は受光体が信号を受付けたとき点滅するようにしたものである。
【００２８】
これらの手段により、遠方からでも確実にリモコン操作と運転確認ができるシーリングファンが得られる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、モータ周りの外形寸法を小型化して、通風抵抗が少なく送風効率を高め、重量バランスを保ち安定して運転できるシーリングファンを提供できる。
【００３０】
また、外観が筒形状で小型軽量となるので、設置工事が容易にでき、インテリア性にも優れたシーリングファンを提供できる。
【００３１】
また、高温となる電子部品の発熱を効率良く放出できるシーリングファンを提供できる。
【００３２】
また遠方からでもリモコン操作の状況が確認できるシーリングファンを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の請求項１の発明は、外転型のＤＣモータと、このＤＣモータを制御する制御部と、前記ＤＣモータの外転部に取り付けた複数の回転翼と、前記ＤＣモータのモータ軸に連結した天井吊り下げ用のジョイント金具を有し、前記制御部を構成する第１のプリント基板と第２のプリント基板を上下に重ね、前記ＤＣモータまたは前記ジョイント金具の周縁部に配設したものであり、ＤＣモータ周りの外形寸法を小さくスリムにすることができるという作用を有する。
【００３４】
請求項２の発明は、第１のプリント基板と第２のプリント基板の外縁は円弧形状をなすとともに、外形寸法を略同一としたものであり、シーリングファンの外形を凹凸の少ないストレートな円筒状に近づけることができるという作用を有する。
【００３５】
請求項３の発明は、ジョイント金具に固定されるプリント基板取付フレームを備え、このプリント基板取付フレームに第１のプリント基板と第２のプリント基板を、それぞれの基板裏面を対向させて取り付けたものであり、シーリングファンの垂直方向の寸法を短くできるという作用を有する。
【００３６】
請求項４の発明は、プリント基板取付フレームの下方に取り付けられる第２のプリント基板に、高さ寸法大なる背高部品を集めて搭載したものであり、高さ大なる電子部品が第２のプリント基板にまとめられ、第１のプリント基板には、ＩＣや抵抗器などの高さの低い部品が搭載されることになり、デットスペースが減少するのでシーリングファンの垂直方向の寸法を短くできるという作用を有する。
【００３７】
請求項５の発明は、第１のプリント基板と第２のプリント基板に切欠部を設け、この切欠部に放熱フィンを収納し、この放熱フィンに発熱して高温となる発熱部品を取り付けたものであり、プリント基板は空気層を介して高温の放熱フィンと隔てられ、放熱フィンの熱伝導を受けないので電子回路の動作を安定させることができるという作用を有する。
【００３８】
請求項６の発明は、照明器をモータ軸に接続可能に設け、放熱フィンには前記照明器の導通位相を制御するサイリスタを取り付けたものであり、照明制御用のサイリスタの放熱フィンを別途設ける必要がなく、部品共用化により小型軽量を維持できるという作用を有する。
【００３９】
請求項７の発明は、蓋状のプリント基板カバーと鍋状の本体カバーを、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを包囲するように、プリント基板取付フレームに直接取り付けたものであり、プリント基板取付フレームを中心に本体部分が堅牢に組み立てられるとともに、第１と第２のプリント基板は、それぞれプリント基板カバーと本体カバーで包囲され、外部の機械的衝撃から保護できるという作用を有する。
【００４０】
請求項８の発明は、第２のプリント基板を包囲する本体カバーの下部に開口部を有し、この開口部とＤＣモータとの隙間から空気の流入を行わせる構成としたものであり、放熱フィンの冷却効果が向上し、放熱フィンを小型に軽量化できるという作用を有する。
【００４１】
請求項９の発明は、ＤＣモータの下部に表示部を設け、この表示部に運転状態を示す発光ダイオードなどの表示体と、リモコン装置からの信号を受けるホトトランジスタなどの受光体とを設けたものであり、表示部に設けた表示体により受光体の位置が確定でき、リモコン装置から受光体への送信が確実にできるという作用を有する。
【００４２】
請求項１０の発明は、表示体はＤＣモータの回転方向に応じて発光色が異なるようしたものであり、回転翼の正回転または逆回転を表示体の色彩で確実に知ることができる。
【００４３】
請求項１１の発明は、表示体は受光体が信号を受付けたとき点滅するようにしたものであり、遠くからのリモコン装置の操作でも、受光体が受信したことを視認することができるという作用を有する。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１〜図５に示すように、天井１にシーリングファンの本体２が吊り下げられており、本体２に設けた複数の回転翼５０は、リモコン装置４の操作により、正転あるいは逆転が可能であり、またその回転速度も制御できるようになっている。
【００４６】
天井１に木ねじで取り付けられたハンガー金具１０には中空筒状のジョイント金具２０が取り付けられ、ジョイント金具２０にはＤＣモータ４０の中空棒状のモータ軸３０が固定されている。ＤＣモータ４０の回転翼取付フレーム４１に複数の回転翼５０が固定される。
【００４７】
またジョイント金具２０にはプリント基板取付フレーム６０が固定され、プリント基板取付フレーム６０の上部には第１のプリント基板６１が固定され、下部には第２のプリント基板６２が固定され、さらにプリント基板カバー６３と放熱フィン６４が固定される。
【００４８】
なおプリント基板取付フレーム６０の下部６０ａはＤＣモータ４０を覆うよう筒状に形成されている。
【００４９】
モータ軸３０の最下部には表示部取付フレーム８０を備えた表示部７５が設けられ、表示部取付フレーム８０に、表示体である発光ダイオード７６と、受信体であるホトトランジスタ７７とが取り付けられている。発光ダイオード７６はシーリングファンの運転状態を表示し、ホトトランジスタ７７はリモコン装置４からの赤外線信号を受信するものである。表示部７５の表示部カバー７５ａは赤外線および可視光の透過率のよい材料で形成され、表示部取付フレームカバー７４に固定されている。
【００５０】
また、ハンガーカバー７１はハンガー金具１０に固定され、本体カバー７２はプリント基板取付フレーム６０に固定され、回転翼カバー７３は回転翼取付フレーム４１に固定され、表示部カバー７４は表示部取付フレーム８０にそれぞれ固定される。
【００５１】
本体カバー７２はその下部に空気流路を形成するための開口部７２ａを有しており、空気流は本体カバー７２の下部の回転翼カバー７３との隙間から流入し、開口部７２ａを経て放熱フィン６４を冷却し、ハンガーカバー７１と天井１の隙間から流出する。
【００５２】
ここで電気的な結線について説明すると、商用電源はジョイント金具２０第２のプリント基板６２に供給され、ＤＣモータ４０への結線はジョイント金具２０とモータ軸３０の中空部を経て開孔部（図示せず）より行われる。また、第１のプリント基板６１からホトトランジスタ７７と発光ダイオード７６への結線は、ジョイント金具２０の上部からモータ軸３０の中空部を経て行われる。
【００５３】
図３（ａ）に示すように、プリント基板取付フレーム６０の上下には、第１のプリント基板６１と第２のプリント基板６２がねじ止め固定され、プリント基板取付フレーム６０の側面には、発熱部品６５としてのトランジスタアレイＦＥＴとサイリスタ６５ａを取り付けた放熱フィン６４がねじ止め固定される。
【００５４】
さらにプリント基板取付フレーム６０にはプリント基板カバー６３と本体カバー７２が固定され、プリント基板６１、６２および放熱フィン６４はプリント基板カバー６３と本体カバー７２とで包み込まれる形で保護される。
【００５５】
ここで、第１のプリント基板６１と第２プリント基板６２は、その外形を同一寸法の円弧形状としているので、各プリント基板を収納する本体ケース７２は略円筒形で垂直方向にストレートな外形にすることができるものである。
【００５６】
また、第１のプリント基板６１と第２プリント基板６２は半田付け面となる裏面を対向して、プリント基板取付フレーム６０の上下に取り付けることで、絶縁距離を確実に保つことができ、デットスペースがなく、垂直方向の寸法を小さくすることができる。
【００５７】
また、プリント基板の分割により外形寸法も小さくなるので、本体２全体としても容積が少なく、構造部品の材料を軽減でき軽量化を図ることができる。
【００５８】
ここで回路構成の説明をすると、図４に示すように、商用電源はヒューズＦと突入電流防止用抵抗器Ｒを介してダイオードブリッジＤＢで全波整流され、平滑用チョークコイルＣＨと平滑コンデンサＣで平滑され直流電圧として電界効果型のトランジスタアレイ６５に供給される。制御電源用ハイブリットＩＣのＨＩＣは直流電源からスイッチングレギレータ式で低圧の直流電圧を生成し、その電圧を制御部とトランジスタアレイ６５を制御するＦＥＴドライブ用ＩＣ、ＰＷＭに供給している。
【００５９】
制御部はファンコントロール用リモコン装置４からの赤外線信号をホトトランジスタ７７が受けるとその制御内容を解読してＦＥＴドライブ用ＩＣ、ＰＷＭに伝達する。
【００６０】
ＰＷＭでは、パルスを発生し６個のトランジスタからなるトランジスタアレイ６５をドライブする。トランジスタアレイ６５の出力はＤＣモータ４０の固定子コイルに印可され、回転磁界が発生しＤＣモータ４０が駆動される。前記ＰＷＭがドライブするトランジスタの順序により回転方向が決まり、パルスの周期と幅を変えることで回転速度を変えることができる。
【００６１】
なお、誘導コイルＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ１、Ｃ２はフィルタ回路を形成しており、トランジスタアレイ６５がスイッチング動作で発生する高周波ノイズを吸収するために
設けられている。
【００６２】
また、商用電源は誘導コイルＬ３、Ｌ４とコンデンサＣ３、Ｃ４からなるフィルタ回路を介して位相制御部に印可されている。位相制御部は、ファンコントロール用リモコン装置４の赤外信号をホトトランジスタ７７が受けてトライアックなどのサイリスタ（双方向性３端子サイリスタ）６５ａの導通位相を制御し、このサイリスタ６５ａで照明器６６は照度が調節される。前記フィルタ回路は、サイリスタ６５ａのスイッチング動作で発生する高周波ノイズを吸収する。
【００６３】
ここで、図の点線枠で示すように、第１のプリント基板６１には制御部やＰＷＭや位相制御部を構成する部品が搭載され、第２のプリント基板６２にはノイズフィルタ回路や直流平滑回路の部品が搭載されている。前者は高さの低い電子部品であり、後者の多くは高さ大なる背高部品６２ａである。従って第１のプリント基板６１の高さを低くできスペース効率が向上する。
【００６４】
次にリモコン装置について図５（ａ）を用いて説明すると、ファン制御部は、弱運転スイッチＳ１、中運転スイッチＳ２、強運転スイッチＳ３、風向き切り替えスイッチＳ４、切スイッチＳ５が設けられている。これらのスイッチＳ１〜Ｓ５が押されると発光部ＰＤＲから赤外線信号が発射され、表示部７５のホトトランジスタ７７で受信し、２色ＬＥＤからなる発光ダイオード７６の動作は、図５（ｂ）に示すように、赤色が一瞬点滅したあと点灯するようになっている。リモコン装置の操作者は、この一瞬点滅でファン側がリモコン操作に応答したことが分り、さらに点灯により正回転で運転動作になったことが確認できる。
【００６５】
次に風向きスイッチＳ４が押された場合は、赤色点灯中の発光ダイオード７６が消灯し、続いて緑色が一瞬点滅したあと点灯する。この緑色の点灯によってリモコン装置の操作者は回転方向が変わり逆回転で運転していることを確認できる。
【００６６】
リモコン装置４の照明制御部は、入／切スイッチＬ１と暗スイッチＬ２および明スイッチＬ３が設けられている。スイッチＬ１を押すことで照明器６６を入り切りでき、スイッチＬ２を押し続けている間は照明器６６の照度を暗く、スイッチＬ３を押し続けている間は照明器６６の照度を明るく制御できる。
【００６７】
このように信号を受ける受光体と運転状況を示す表示体は、障害物のないシーリングファンの本体２の下部に設けられているので、リモコン装置４の信号が確実に届き、また表示も見やすいので遠くからでも確実かつ容易にリモコン操作を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のシーリングファンは本体部が小型軽量かつ外形がシンプルで、設置工事が容易で操作がしやすいものであり、家庭用はもとより、病院など公共施設の設備や、旅館などの業務用の設備としての用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１の側面図（ｂ）同照明器設置時の外観斜視図
【図２】同内部構造を示す側断面図
【図３】（ａ）同要部の分解斜視図（ｂ）同一部破断の平面図
【図４】同回路構成図
【図５】（ａ）同リモコン装置の外観図（ｂ）同リモコン装置の動作説明図
【図６】（ａ）従来のシーリングファンの側面図（ｂ）同側断面図
【符号の説明】
【００７０】
４      リモコン装置
２０    ジョイント金具
３０    モータ軸
４０    ＤＣモータ
５０    回転翼
６０    プリント基板取付フレーム
６１    第１のプリント基板（制御部）
６１ｂ  切欠部
６２    第２のプリント基板（制御部）
６２ａ  背高部品
６２ｂ  切欠部
６３    プリント基盤カバー
６４    放熱フィン
６５    トランジスタアレイ（発熱部品）
６５ａ  サイリスタ（発熱部品）
６６    照明器
７２    本体カバー
７２ａ  開口部
７５    表示部
７６    発光ダイオード（表示体）
７７    ホトトランジスタ（受光体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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